GIST, 차세대 바이오센서 개발···혈액 1방울로 빈혈·심혈관 질환 진단

이예성 GIST 기계로봇공학과 석박사통합과정 학생(왼쪽), 즈바노브 알렉산더 연구교수(가운데), 양성 교수. [사진=GIST]

[이뉴스투데이 김진영 기자] 광주과학기술원(GIST)은 양성 교수 연구팀이 병원 대형 장비 없이도 소량의 혈액으로 임상 수준의 정밀 혈액검사가 가능한 차세대 바이오센서를 개발했다고 3일 밝혔다.

연구팀은 미세유체 전기화학 임피던스 센서(MEIS)를 활용해 혈액 속 적혈구의 형태와 전기적 특성을 동시에 분석, 적혈구 수·헤모글로빈 농도·헤마토크릿 등 6가지 주요 혈액 지표를 기존 임상 장비 대비 95% 이상 일치하는 정확도로 산출했다.

기존 쿨터 계수기가 단일 주파수 기반 부피 추정에 그쳤던 것과 달리 이번 기술은 다양한 주파수에서 전기 신호 변화를 종합 분석해 세포막·세포질·혈장의 유전 특성까지 반영한다.

연구팀은 적혈구가 삼투압 변화에 따라 팽창·수축하는 과정을 광학 및 홀로토모그래피 현미경으로 관찰, 이를 전기화학 신호와 결합해 분석 모델을 구축했다. 헤모글로빈 주변 수분 상태 등 세포 내외부 변화를 반영한 정밀 혈액 분석이 가능해졌다.

양성 교수는 “혈액 내 수분 변화를 포함한 형태학적·전기적 특성을 동시에 정량화했다는 점에서 의미가 크다”며 “향후 실시간 혈액검사와 현장 진단 기기 개발의 기반이 될 것”이라고 말했다.

한편, 이번 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단의 중견연구자지원사업 지원으로 수행됐다. 미국화학회 국제학술지 ‘어낼리티컬 케미스트리’ 8월 26일 자 온라인판에 표지 논문으로 실렸다.